第1章 冷沖壓概念

1、內(nèi)容簡介:,本章講述沖壓工藝與模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識。涉及:沖壓和沖模概念、沖壓工序和沖模分類； 常見沖壓設(shè)備及工作原理；常見沖壓材料。,第1章 冷沖壓概論,學(xué)習(xí)目的與要求,掌握沖壓和沖模概念、沖壓工序和沖模分類；認(rèn)識常見沖壓設(shè)備；　認(rèn)識常見沖壓材料；,第1章 冷沖壓概論,重點,沖壓成形基本概念、曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù)。,難點,無。,第1章 冷沖壓概論,沖壓成形產(chǎn)品示例一——日常用品,沖壓成形產(chǎn)品示例二

2、——高科技產(chǎn)品,汽車覆蓋件,飛機蒙皮,第1章 冷沖壓概論,1.1冷沖壓加工概述,沖壓是利用模具在沖壓設(shè)備上對板料施加壓力(或拉力)，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的制件的加工方法，這類模具統(tǒng)稱為沖模。 沖壓加工的對象一般為金屬板料(或帶料)、薄壁管、薄型材等，板厚方向的變形一般不側(cè)重考慮，因此也稱為板料沖壓，且通常是在室溫狀態(tài)下進行，故也稱為冷沖壓。,第1章 冷沖壓概論,1.1冷沖壓加工概述（續(xù)）,沖壓加工

3、的三要素：沖床、模具、材料。沖壓的基本工序分為：分離工序與成形工序。復(fù)合工序：為了提高生產(chǎn)效率，常見兩個以上的基本工序合并成一個工序，稱為復(fù)合工序。,第1章 冷沖壓概論,1.1冷沖壓加工概述,第1章 冷沖壓概論,1.1.1分離工序(沖裁工序)分離工序：使沖壓件與板料沿要求的輪廓線相互分離，并獲得一定斷面質(zhì)量的沖壓加工方法。,（1）沖孔：用沖孔模沿封閉輪廓沖裁工件或毛坯，沖下部分為廢料。,（2）落料：用落料模沿封閉輪廓沖裁板料或

4、條料，沖下部分為制件。,第1章 冷沖壓概論,（3）切斷(剪裁)：用剪刃或模具切斷板料或條料的部分周邊，并使其分離。,第1章 冷沖壓概論,（4）切口：用切口模將部分材料切開，但并不使它完全分離，切開部分材料發(fā)生彎曲。,第1章 冷沖壓概論,（5）切邊：用切邊模將坯件邊緣的多余材料沖切下來。,第1章 冷沖壓概論,（6）剖切：用剖切模將坯件(彎曲件或拉深件)剖成兩部分或幾部分。,第1章 冷沖壓概論,1.1.2 成形工序成形工序：使沖壓毛

5、坯在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，以獲得所要求的形狀、尺寸和精度的沖壓加工方法。（1）彎曲：用模具使材料彎曲成一定形狀。,第1章 冷沖壓概論,（2）卷邊：用卷邊模將條料端部按一定半徑卷成圓形。,第1章 冷沖壓概論,（3）扭曲：用扭曲模將平板毛坯的一部分相對另一部分扭轉(zhuǎn)成一定的角度。,第1章 冷沖壓概論,（4）拉深：將板料毛坯壓制成空心工件，壁厚基本不變。,第1章 冷沖壓概論,（5）變薄拉深：用減小壁厚、增加工件高度的方法來改變空心件的

6、尺寸，得到要求的底厚、壁厚的工件。,第1章 冷沖壓概論,（6）脹形：使空心件（或管料）的一部分沿徑向擴張，呈凸肚形。,第1章 冷沖壓概論,（7）起伏成形：平板毛坯或制件在模具的作用下，產(chǎn)生局部凸起（或凹下）的沖壓方法。,第1章 冷沖壓概論,（8）翻邊：指利用模具將工件上的孔邊緣或外緣邊緣翻成豎立的直邊的沖壓工序。,第1章 冷沖壓概論,（9）縮口：指將預(yù)先拉深好的圓筒或管狀坯料，通過模具將其口部縮小的沖壓工序。,第1章 冷沖壓概論,（10

7、）擴口：將空心件的口部擴大，常用于管子。,第1章 冷沖壓概論,（11）整形：把形狀不太準(zhǔn)確的工件校正成形。,第1章 冷沖壓概論,（12）校平：指利用模具將有拱彎、翹曲的平板制件壓平的沖壓工序。,第1章 冷沖壓概論,1.1.3 沖模的分類,沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模等。,（1）根據(jù)工藝性質(zhì)分類：,第1章 冷沖壓概論,1.1.3 沖模的分類,（2）根據(jù)工序組合程度分類：,單工序模、復(fù)合模、級進模,第1章 冷沖壓概論,多工位精密級進模,1

8、.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,沖壓加工的設(shè)備特點：工作機構(gòu)只需作簡單的往復(fù)運動，復(fù)雜的沖壓工序主要靠模具完成；傳動系統(tǒng)靈敏可靠，規(guī)律性強，易實現(xiàn)機械化和自動化。 沖壓設(shè)備一般分為：機械(曲柄)壓力機、電磁壓力機、氣動壓力機和液壓機。 常用機械壓力機和液壓機兩大類。 沖壓設(shè)備的型號是按照機械標(biāo)準(zhǔn)的類、列、組編制的。,,,,,,,,,,,,,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理（續(xù)）,以機械(曲柄)壓力機為

9、例做如下說明：按照《鍛壓機械型號編制方法--JB/GQ 2003-84》的規(guī)定，曲柄壓力機的型號用漢語拼音字母、英文字母和數(shù)字表示。 例如JC23-63A型號的意義是 ：,,,,,,,,,,,,,第1章 冷沖壓概論,鍛壓機械類別代號表,第1章 冷沖壓概論,常用列組代號對應(yīng)的壓力機類型,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,,1.2.1 機械(曲柄)壓力機機械(曲柄)壓力機的基本組成(1)

10、機身 機身11是壓力機的骨架，承受全部沖壓力，并將壓力機所有的零部件聯(lián)結(jié)起來，保證全機所要求的精度、強度和剛度。,1—電動機；2—皮帶；3—飛輪；4—離合器；5—曲軸；6—連桿；7—滑塊；8—工作臺墊板；9—工作臺；10—制動器；11—機身；12—機座,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,,1.2.1機械(曲柄)壓力機機械(曲柄)壓力機的基本組成（續(xù)）(2)工作機構(gòu) 即為曲柄連桿機構(gòu)

11、。由曲軸5、連桿6、滑塊7等組成。,1—電動機；2—皮帶；3—飛輪；4—離合器；5—曲軸；6—連桿；7—滑塊；8—工作臺墊板；9—工作臺；10—制動器；11—機身；12—機座,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,,1.2.1 機械(曲柄)壓力機機械(曲柄)壓力機的基本組成（續(xù)）(3)操縱系統(tǒng) 由離合器4、制動器10、電子電器檢測控制裝置等組成，現(xiàn)代化設(shè)備上還裝備了工業(yè)控制計算機。,1—電動

12、機；2—皮帶；3—飛輪；4—離合器；5—曲軸；6—連桿；7—滑塊；8—工作臺墊板；9—工作臺；10—制動器；11—機身；12—機座,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,,1.2.1 機械(曲柄)壓力機機械(曲柄)壓力機的基本組成（續(xù)）(4)傳動系統(tǒng) 包括由大、小皮帶輪及皮帶組成的帶輪傳動機構(gòu)(大中型壓力機還設(shè)有傳動軸和大、小齒輪組成的齒輪傳動機構(gòu))等。,1—電動機；2—皮帶；3—飛輪；4—

13、離合器；5—曲軸；6—連桿；7—滑塊；8—工作臺墊板；9—工作臺；10—制動器；11—機身；12—機座,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,,1.2.1 機械(曲柄)壓力機機械(曲柄)壓力機的基本組成（續(xù)）(5) 能源系統(tǒng) 指電動機與飛輪(帶輪)。,1—電動機；2—皮帶；3—飛輪；4—離合器；5—曲軸；6—連桿；7—滑塊；8—工作臺墊板；9—工作臺；10—制動器；11—機身；12—機座,

14、第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,,1.2.1 機械(曲柄)壓力機機械(曲柄)壓力機的基本組成（續(xù)） 除上述基本部分外，還有一些輔助裝置，如：氣路系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、保險裝置、快速換模裝置、氣墊及計數(shù)裝置等。,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,,1.2.1 機械(曲柄)壓力機2.壓力機連桿與滑塊的結(jié)構(gòu)及其調(diào)整 為了適

15、應(yīng)模具高度的少量變化，壓力機的裝模高度應(yīng)能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)連桿長度是一種常用的方法。,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,,1.2.1 機械(曲柄)壓力機2.壓力機連桿與滑塊的結(jié)構(gòu)及其調(diào)整（續(xù)）,1—連桿體；2—調(diào)節(jié)螺桿；3—鎖緊螺釘；4—支承座；5—保險塊；6—曲軸；7—滑塊；8—橫桿；9—模柄夾持塊,JB23-63壓力機的連桿與滑塊,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,

16、,,,,,,,,,,,1.2.1 機械(曲柄)壓力機2.壓力機連桿與滑塊的結(jié)構(gòu)及其調(diào)整（續(xù)）,1—止動螺釘；2—橫桿；3—推桿；4—制件或廢料；5—上模,打料裝置及其動作,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,1.2.1 機械(曲柄)壓力機3.曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù) 壓力機的主要技術(shù)參數(shù)反映壓力機的工藝能力，包括制件的大小及生產(chǎn)率等。同時，也是作為在模具設(shè)計中，選擇所使用的沖壓設(shè)備、確

17、定模具結(jié)構(gòu)尺寸的重要依據(jù)。,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,1.2.1機械(曲柄)壓力機3.曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù)（續(xù)） (1)公稱壓力 壓力機滑塊通過模具在沖壓過程中產(chǎn)生的壓力就是壓力機工作壓力。由曲柄連桿機構(gòu)的工作原理可知，壓力機滑塊的靜力學(xué)壓力隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化而變化。公稱壓力：指壓力機曲柄轉(zhuǎn)到離下死點一定角度（公稱壓力角，等于30°）時，滑塊上所容許的最大工作壓力。

18、,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,1.2.1機械(曲柄)壓力機3.曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù)（續(xù)）,壓力機的許用壓力曲線,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,1.2.1機械(曲柄)壓力機3.曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù)（續(xù)）(2)滑塊行程 滑塊行程是指滑塊從上止點移動到下止點的距離。對于曲柄壓力機,滑塊行程為曲柄半徑的2倍?；瑝K行程大小的選擇，應(yīng)保證方便毛坯

19、的放入和零件的取出。對于上出件的拉深等沖壓工序，滑塊行程應(yīng)大于零件高度的兩倍。,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,1.2.1機械(曲柄)壓力機3.曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù)（續(xù)）(3)滑塊每分沖壓次數(shù) 反映了曲柄壓力機的工作頻率。行程次數(shù)越高，壓力機的生產(chǎn)率也越高。,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,1.2.1機械(曲柄)壓力機3.曲柄壓力機的主要技術(shù)

20、參數(shù)（續(xù)）(4)壓力機裝模高度 指滑塊移動到下死點時，滑塊底平面到工作臺墊板上表面的高度。,第1章 冷沖壓概論,(5)模具的閉合高度 指滑塊移動到下死點時，上模座的上平面與下模座的下平面之間的高度。,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,1.2.1機械(曲柄)壓力機3.曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù)（續(xù)）選擇壓力機時，必須使模具的閉合高度介于壓力機的最大裝模高度與最小裝模高度之間，一般應(yīng)滿足：,第1章 冷沖

21、壓概論,,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,1.2.1機械(曲柄)壓力機3.曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù)（續(xù)）(6)壓力機工作臺面尺寸 壓力機工作臺面尺寸應(yīng)大于沖模的周界尺寸50～70mm。(7)落料孔尺寸 設(shè)置落料孔是為了沖件下落或在下模底部安裝彈頂裝置。下落件或彈頂裝置的尺寸必須小于工作臺中間的落料孔尺寸。,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,1.2.1機械(曲柄)壓

22、力機3.曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù)（續(xù)）(8) 模柄孔尺寸 模柄直徑應(yīng)略小于滑塊內(nèi)模柄安裝孔的直徑。 (9) 壓力機電動機功率 壓力機電動機功率應(yīng)大于沖壓時所需要的功率。 曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù)見P9表1-3。,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,1.2.2 其他常用沖壓設(shè)備1. 偏心壓力機 偏心壓力機的主軸為偏心軸。其工作原理如圖所示。,第1章 冷沖壓概論,1.2

23、常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,1.2.2 其他常用沖壓設(shè)備(續(xù)）2. 摩擦壓力機 摩擦壓力機是利用摩擦盤與飛輪之間相互接觸傳遞動力，并根據(jù)螺桿與螺母相對運動，使滑塊產(chǎn)生上下往復(fù)運動的鍛壓機械。,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,1.2.2 其他常用沖壓設(shè)備(續(xù)）3.數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機 數(shù)控沖模回轉(zhuǎn)頭壓力機是由計算機控制并帶有模具庫的數(shù)控沖切及步?jīng)_壓力

24、機。,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,,1.2.2 其他常用沖壓設(shè)備(續(xù)）3.數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機 數(shù)控沖模回轉(zhuǎn)頭壓力機是由計算機控制并帶有模具庫的數(shù)控沖切及步?jīng)_壓力機。,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,1.2.2 其他常用沖壓設(shè)備(續(xù)）4. 薄板拉深液壓機 右圖所示為雙動薄板拉深液壓機外觀，其結(jié)構(gòu)特征是含有分別驅(qū)動的內(nèi)外兩個動

25、梁。,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,1.2.2 其他常用沖壓設(shè)備(續(xù)）4. 薄板拉深液壓機,第1章 冷沖壓概論,1.2常見沖壓設(shè)備及工作原理,,,,,,,,,,,,1.2.2 其他常用沖壓設(shè)備(續(xù)）4. 薄板拉深液壓機 JB/T 8493規(guī)定了雙動薄板拉深液壓機基本參數(shù)，見表。,第1章 冷沖壓概論,1.3 常見沖壓材料,,,,,,,,,,,,沖壓件所用的材料是多種多樣的，材料類別

26、包括黑色金屬、有色金屬和非金屬三大類。本節(jié)主要介紹沖壓生產(chǎn)中較常用的各種金屬材料和非金屬材料的品種與規(guī)格及其沖壓性能。1.3.1 對沖壓用板料的基本要求 沖壓用板料不僅要滿足使用要求，還應(yīng)能適應(yīng)沖壓工藝要求。,第1章 冷沖壓概論,1.3 常見沖壓材料,,,,,,,,,,,,1.3.1對沖壓用板料的基本要求（續(xù)）(1)沖壓成形性能方面 對于分離工序，要求板料具有一定的塑性。對于成形工序，為了有利于加工成形和保證制件質(zhì)量

27、，板料應(yīng)具有良好的抗破裂性、貼模性和定形性。(2)表面質(zhì)量方面 為了保證制件質(zhì)量和模具使用壽命，板料的表面應(yīng)光潔平整、無損傷缺陷。,第1章 冷沖壓概論,1.3 常見沖壓材料,,,,,,,,,,,,1.3.1 對沖壓用板料的基本要求（續(xù)）(3)厚度公差 在校正彎曲、整形等工序中，板料厚度的正偏差過大，有可能引起模具或設(shè)備過載而損壞。所以，板料的厚度公差應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。,第1章 冷沖壓概論,1.3 常見沖壓材料,,,,,

28、,,,,,,,1.3.2 板料的種類 沖壓用板料主要是金屬材料，有時也用非金屬材料(橡膠板、塑料板、纖維板、云母等)。 常用的金屬材料分黑色金屬和有色金屬2種。 部分黑色金屬的力學(xué)性能見表。 為了滿足某些特殊需要，沖壓生產(chǎn)中可能會用到復(fù)合金屬板，這些板料兼有其組分的力學(xué)性能和物理性能。,第1章 冷沖壓概論,1.3 常見沖壓材料,,,,,,,,,,,,1.3.3 板料的規(guī)格 沖壓用板料包括板(狀)料、卷料